一、原型模式的用法
1.1 介绍
用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型对象相同的新对象。
1.2 结构
- 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
- 具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
- 访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。
1.3 原型模式类图
Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。 Cloneable 接口是类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。
1.4 实现
1.4.1 克隆的分类原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。
浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。
1.4.2 代码
/** * 具体原型类： Realizetype */ public class Realizetype implements Cloneable{ // 无参构造函数，创建对象时运行里面的代码 public Realizetype() { System.out.println("具体的原型对象创建完成"); } @Override public Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException { System.out.println("具体原型复制成功"); // Object类中提供了clone()方法来实现浅克隆，强转为Realizetype return (Realizetype) super.clone(); } } /** * 访问类: client */ public class client{ public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { // 创建一个原型类的对象 Realizetype realizetype = new Realizetype(); // 调用Realizetype类中的clone方法进行对象的克隆 Realizetype clone = realizetype.clone(); System.out.println("原型对象和克隆出来的对象是否为一个对象：" + (realizetype == clone));// false } }
1.5 "三好学生"奖状案例
1.5.1 "三好学生"奖状类图
同一学校的“三好学生”奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，可以使用原型模式复制多个“三好学生”奖状出来，然后在修改奖状上的名字即可。
1.5.2 代码
/** * 学生实体类: Student */ public class Student { // 学生姓名 private String name; public Student() { } public Student(String name) { this.name = name; } /** * 获取 * @return name */ public String getName() { return name; } /** * 设置 * @param name */ public void setName(String name) { this.name = name; } public String toString() { return "Student{name = " + name + "}"; } } /** * 具体原型类: Citation */ public class Citation implements Cloneable { private Student stu; public Student getStudent(){ return stu; } public void setStudent(Student stu){ this.stu = stu; } @Override public Citation clone() throws CloneNotSupportedException { return (Citation) super.clone(); } public void show() { System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！"); } } /** * 访问类: CitaionTest */ public class CitaionTest { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { // 创建原型对象 Citation citation = new Citation(); // 创建张三学生对象 Student stu = new Student(); stu.setName("张三"); citation.setStudent(stu); // 克隆奖状对象 Citation citation1 = citation.clone(); // 避免浅克隆的问题，重新声明一个对象 Student stu1 = new Student(); stu1.setName("李四"); citation1.setStudent(stu1); // 调用show方法展示 citation.show(); citation1.show(); } }
1.6 深、浅克隆的区分
1.6.1 浅克隆
创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。stu对象和stu11对象是同一个对象，就会产生将stu1对象中name属性值改为“李四”，两个Citation（奖状）对象中显示的都是李四。这就是浅克隆的效果，对具体原型类（Citation）中的引用类型的属性进行引用的复制。
/** * 学生实体类: Student */ public class Student { // 学生姓名 private String name; public Student() { } public Student(String name) { this.name = name; } /** * 获取 * @return name */ public String getName() { return name; } /** * 设置 * @param name */ public void setName(String name) { this.name = name; } public String toString() { return "Student{name = " + name + "}"; } } /** * 具体原型类: Citation */ public class Citation implements Cloneable { private Student stu; public Student getStudent(){ return stu; } public void setStudent(Student stu){ this.stu = stu; } @Override public Citation clone() throws CloneNotSupportedException { return (Citation) super.clone(); } public void show() { System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！"); } } /** * 访问类: CitaionTest */ public class CitaionTest { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { // 创建原型对象 Citation citation = new Citation(); // 创建张三学生对象 Student stu = new Student(); stu.setName("张三"); citation.setStudent(stu); // 克隆奖状对象 Citation citation1 = citation.clone(); Student stu1 = citation1.getStudent(); stu1.setName("李四"); //3,调用show方法展示 citation.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！ citation1.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！ } }
1.6.2 深克隆
创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。深克隆需要使用对象流来实现。
注意：Citation类和Student类必须实现Serializable接口，否则会抛NotSerializableException异常。
/** * 学生实体类: Student */ public class Student implements Serializable { // 学生姓名 private String name; public Student() { } public Student(String name) { this.name = name; } /** * 获取 * @return name */ public String getName() { return name; } /** * 设置 * @param name */ public void setName(String name) { this.name = name; } public String toString() { return "Student{name = " + name + "}"; } } /** * 具体原型类: Citation */ public class Citation implements Cloneable,Serializable { private Student stu; public Student getStudent(){ return stu; } public void setStudent(Student stu){ this.stu = stu; } @Override public Citation clone() throws CloneNotSupportedException { return (Citation) super.clone(); } public void show() { System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！"); } } /** * 访问类: CitaionTest */ public class CitaionTest { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建原型对象 Citation citation = new Citation(); // 创建张三学生对象 Student stu = new Student(); stu.setName("张三"); citation.setStu(stu); // 创建对象输出流对象 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D://a.txt")); // 写对象 oos.writeObject(citation); // 释放资源 oos.close(); // 创建对象输入流对象 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D://a.txt")); // 读取对象 Citation citation1 = (Citation) ois.readObject(); // 释放资源 ois.close(); Student stu1 = citation1.getStu(); stu1.setName("李四"); citation.show(); citation1.show(); } }
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